Question

【题目】（1）如图所示，一匝数为n的螺线管线圈的两个端点通过导线与一竖直放置的平行板电容器的两极板相连，螺线管线圈处于沿轴线向右的匀强磁场中，电容器两板之间用轻绝缘丝线悬挂一质量为m，电量为q的带电小球。当磁感应强度均匀增大时，丝线与竖直方向维持一个向左的偏角不变。已知螺线管横截面积为S，极板间距为d，重力加速度为g。则小球带________（填“正”或“负”）电；磁感应强度的变化率为_______________。

（2）某实验小组用如图所示的实验装置做“探究合外力对小车做的功与小车动能变化的关系”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力。

为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是_______；

A．实验操作时要先释放小车，后接通电源

B．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好

C．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量

D．实验前对装置进行平衡摩擦力的操作时，需要在细线一端挂上空的砂桶

下图所示为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究合力对小车做的功与其动能变化的关系。已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g。图中已经标明了要测量的计时点的间距，另外，小车的总质量为M，砂和砂桶的总质量为m。请把要探究的结果用题中给出的字母表达出来_____________________________；

逐渐增加砂子的质量，多次实验后发现砂和砂桶的总重力做的功总是略小于小车动能的增加量，请写出产生这一结果的一种可能的原因：___________________________________。

（3）某同学要测量由三节相同的干电池串联组成的电池组的电动势E和内电阻r，实验室提供的器材除了开关、导线外，还有：

A．待测电池组

B．电流表（量程0~500 mA，内阻等于5 Ω）

C．电压表（量程0~3 V，内阻等于3 kΩ）

D．电压表（量程0~15 V，内阻等于15 kΩ）

E．定值电阻R1=9 kΩ

F．定值电阻R2=2 kΩ

G．滑动变阻器RL1（0~50 Ω）

H．滑动变阻器（0~1 kΩ）

要求测量结果尽量准确、能测量多组数椐且滑动变阻器调节方便。该同学设计的测量电路如图甲所示。

电路中的电压表V应选择___________；定值电阻R应选择__________；滑动变阻器RL应选择_____________；（填各元件前的字母代码）

该同学在实验中测出多组电流表A和电压表V的示数，根据记录数据作出的U-I图象如图乙所示，根据图象可求得：待测电池组的电动势E = __________V；内阻r =________Ω。（结果保留两位有效数字）

Answer 1

【答案】 负 C 平衡摩擦力时木板倾角过大 C F G 4.0 7.5

【解析】（1）由楞次定律可知，电容器左板带正电，故小球带负电；

对小球 ； ； ； ；

联立以上各式解得：

（2）①实验操作时要先接通电源，后释放小车，选项A错误；在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点不能离的太近，大小要适当，选项B错误；在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量，这样砂和砂桶的总重力可当作小车受到的合外力，选项C正确；实验前对装置进行平衡摩擦力的操作时，不需要在细线一端挂上空的砂桶，选项D错误；故选C.

②打A点的速度： ；打B点的速度： ；则要探究的结果 ，即;

③逐渐增加砂子的质量，多次实验后发现砂和砂桶的总重力做的功总是略小于小车动能的增加量，可能的原因是：平衡摩擦力时木板倾角过大，一部分重力势能转化为小车的动能；

（3）①三节干电池的电动势约为4.5V，而电压表V2量程过大，则电压表选择V1与定值电阻R2串联；为方便实验操作，滑动变阻器应选择G；②由闭合电路的欧姆定律： ，即 ,由图像可知：， ，其中rA=5Ω,解得E=4.0V；r=7.5Ω；